第6章中南大學(xué)機(jī)械系工程材料ppt教學(xué)

1、1 Mechanical Engineering Materials 2 第第6章章 非鐵金屬材料非鐵金屬材料 本章目錄本章目錄 6.1 6.1 鋁及鋁合金鋁及鋁合金 6.2 6.2 銅及銅合金銅及銅合金 6.3 6.3 鈦及鈦合金鈦及鈦合金 6.4 6.4 滑動軸承合金滑動軸承合金 6.5 6.5 粉末冶金材料粉末冶金材料 3 6.1 6.1 鋁及鋁合金鋁及鋁合金 6.1.1 工業(yè)純鋁工業(yè)純鋁 1. 純鋁的主要特性純鋁的主要特性 鋁的熔點為鋁的熔點為660.4 ，密度低，密度低,鋁的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性好鋁的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性好 ；鋁；鋁 的化學(xué)活潑性極高的化學(xué)活潑性極高 ；鋁的無磁性；鋁的無磁性 ；

2、在淡水、食物中也具；在淡水、食物中也具 有很好的耐蝕性。有很好的耐蝕性。 純鋁的強(qiáng)度低，純鋁的強(qiáng)度低，b僅為僅為70MPa，可進(jìn)行冷熱壓力加工，可，可進(jìn)行冷熱壓力加工，可 通過冷加工強(qiáng)化或加入合金元素及其熱處理強(qiáng)化。通過冷加工強(qiáng)化或加入合金元素及其熱處理強(qiáng)化。 純鋁中的主要雜質(zhì)是純鋁中的主要雜質(zhì)是Fe和和Si，其次尚有，其次尚有Cu、Zn、Mn、Ni、 Ti等等 。 返回 4 2. 純鋁的牌號及應(yīng)用純鋁的牌號及應(yīng)用 工業(yè)純鋁：工業(yè)純鋁：純度為純度為98.0%99.0% ,字母字母“L”表示，數(shù)字越表示，數(shù)字越 大，純度越低大，純度越低, 如：如：L1、L2、L3. 。 用途：用途：L1、L2、

3、L3用于高導(dǎo)電體、電纜、導(dǎo)電機(jī)件和防用于高導(dǎo)電體、電纜、導(dǎo)電機(jī)件和防 腐機(jī)械；腐機(jī)械；L4、L5、L6：用于器皿、管材、棒材、型材和：用于器皿、管材、棒材、型材和 鉚釘?shù)?；鉚釘?shù)?；L7：用于日用品。：用于日用品。 工業(yè)高純鋁：工業(yè)高純鋁：純度為純度為99.9099.99的鋁的鋁 。 用途：用作電解電容器用的陽極箔、電容器引線、集成用途：用作電解電容器用的陽極箔、電容器引線、集成 電路導(dǎo)線、真空蒸發(fā)材料、超導(dǎo)體的穩(wěn)定導(dǎo)體、磁盤合電路導(dǎo)線、真空蒸發(fā)材料、超導(dǎo)體的穩(wěn)定導(dǎo)體、磁盤合 金和高斷裂韌性鋁合金的基體金屬。金和高斷裂韌性鋁合金的基體金屬。 6.1.1 工業(yè)純鋁工業(yè)純鋁 5 1. 鋁合金的分類鋁

4、合金的分類 6.1.2 鋁合金及其應(yīng)用鋁合金及其應(yīng)用 可將鋁合金分為變可將鋁合金分為變 形鋁合金和鑄造鋁形鋁合金和鑄造鋁 合金兩大類。合金兩大類。 變形鋁合金又分為變形鋁合金又分為 可熱處理強(qiáng)化和不可熱處理強(qiáng)化和不 可熱處理強(qiáng)化兩類可熱處理強(qiáng)化兩類. 鋁合金分類示意鋁合金分類示意 圖圖 6 2. 鋁合金的強(qiáng)化途徑鋁合金的強(qiáng)化途徑 加熱固溶 淬火過飽和 時效析出 l可熱處理強(qiáng)化變形鋁合金的可熱處理強(qiáng)化變形鋁合金的 熱處理方法：固溶處理熱處理方法：固溶處理 + + 時效。時效。 l固溶處理固溶處理是指將合金加熱到是指將合金加熱到 固溶線以上，保溫并淬火后固溶線以上，保溫并淬火后 獲得過飽和的單相固

5、溶體組獲得過飽和的單相固溶體組 織的處理。織的處理。 時效是指將過飽和的固溶體加熱到固溶線以下某溫度保溫，時效是指將過飽和的固溶體加熱到固溶線以下某溫度保溫， 以析出彌散強(qiáng)化相的熱處理。以析出彌散強(qiáng)化相的熱處理。 7 2. 鋁合金的強(qiáng)化途徑鋁合金的強(qiáng)化途徑 在室溫下進(jìn)行的時效稱自然在室溫下進(jìn)行的時效稱自然 時效；在加熱條件下進(jìn)行的時效；在加熱條件下進(jìn)行的 時效稱人工時效。時效稱人工時效。 時效強(qiáng)化效果與加熱溫度和時效強(qiáng)化效果與加熱溫度和 保溫時間有關(guān)。保溫時間有關(guān)。 溫度一定時，隨時效時間延溫度一定時，隨時效時間延 長，時效曲線上出現(xiàn)峰值，長，時效曲線上出現(xiàn)峰值， 超過峰值時間，析出相聚集長大

6、，強(qiáng)度下降，為過時效，超過峰值時間，析出相聚集長大，強(qiáng)度下降，為過時效， 隨時效溫度提高，峰值強(qiáng)度下降，出現(xiàn)峰值的時間提前。隨時效溫度提高，峰值強(qiáng)度下降，出現(xiàn)峰值的時間提前。 含含4%Cu鋁合金的時效曲線鋁合金的時效曲線 時效時間時效時間/d 8 3. 常用鋁合金牌號、性能及用途常用鋁合金牌號、性能及用途 （1）變形鋁合金）變形鋁合金 變形鋁及鋁合金牌號表示方法變形鋁及鋁合金牌號表示方法 ：根據(jù)國標(biāo)規(guī)定：根據(jù)國標(biāo)規(guī)定 ，變形鋁及，變形鋁及 鋁合金可直接引用國際四位數(shù)字體系牌號或采用國標(biāo)規(guī)定的鋁合金可直接引用國際四位數(shù)字體系牌號或采用國標(biāo)規(guī)定的 四位字符牌號。四位字符牌號。 GB 3190-82

7、GB 3190-82中的舊牌號仍可繼續(xù)使用，表示方法為中的舊牌號仍可繼續(xù)使用，表示方法為: : 防銹鋁合金：防銹鋁合金： LF+LF+序號序號 硬鋁合金：硬鋁合金： LY +LY +序號序號 超硬鋁合金：超硬鋁合金： LC +LC +序號序號 鍛鋁合金：鍛鋁合金： LD +LD +序號序號 9 鋁合金波紋管鋁合金波紋管 LD31鋁合金型材鋁合金型材 10 常用熱處理不強(qiáng)化變形鋁常用熱處理不強(qiáng)化變形鋁 合金合金 防銹鋁合金防銹鋁合金 主要是主要是Al-MnAl-Mn和和Al-MgAl-Mg系系 合金。合金。 MnMn和和MgMg主要作用是主要作用是 提高抗蝕能力和塑性，并起固溶強(qiáng)化作用。提高抗蝕

8、能力和塑性，并起固溶強(qiáng)化作用。 l防銹鋁合金鍛造退火后組織為單相固溶體，抗蝕性、焊接防銹鋁合金鍛造退火后組織為單相固溶體，抗蝕性、焊接 性能好，易于變形加工，但切削性能差。性能好，易于變形加工，但切削性能差。 l不能進(jìn)行熱處理強(qiáng)化，常利用加工硬化提高其強(qiáng)度。不能進(jìn)行熱處理強(qiáng)化，常利用加工硬化提高其強(qiáng)度。 衛(wèi)星天線衛(wèi)星天線 （LF2） 常用熱處理不強(qiáng)化變形鋁合金常用熱處理不強(qiáng)化變形鋁合金 11 常用的常用的Al-Mn系合金有系合金有 LF21（ 3A21 ），），其抗蝕性和強(qiáng)度高其抗蝕性和強(qiáng)度高 于純鋁，用于制造油罐、油箱、管道、鉚釘?shù)刃枰獜澢_于純鋁，用于制造油罐、油箱、管道、鉚釘?shù)刃枰獜澢?/p>

9、、沖 壓加工的零件。壓加工的零件。 常用的常用的Al-MgAl-Mg系合金有系合金有 LF5 （ 5A05 ），），其密度比純鋁其密度比純鋁 小，小，強(qiáng)度比強(qiáng)度比Al-Mn合金高，合金高， 在航空工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用，在航空工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用， 如制造管道、容器、鉚釘及如制造管道、容器、鉚釘及 承受中等載荷的零件。承受中等載荷的零件。 汽化汽化 器器(熱熱 交換交換 管為管為 LF21) 常用熱處理不強(qiáng)化變形鋁合金常用熱處理不強(qiáng)化變形鋁合金 12 熱處理強(qiáng)化的變形鋁合金熱處理強(qiáng)化的變形鋁合金 硬鋁合金硬鋁合金 主要是主要是Al-Cu-Mg系合金，并含少量系合金，并含少量Mn。 可進(jìn)行時效強(qiáng)化，也

10、可進(jìn)行變形強(qiáng)化。可進(jìn)行時效強(qiáng)化，也可進(jìn)行變形強(qiáng)化。 強(qiáng)度、硬度高，加工性能好，耐蝕性低于防銹鋁。強(qiáng)度、硬度高，加工性能好，耐蝕性低于防銹鋁。 l常用硬鋁合金如常用硬鋁合金如LY11 LY11 (2A11)(2A11)、 LY12 (2A12)LY12 (2A12) 等，用于制造沖壓件、模等，用于制造沖壓件、模 鍛件和鉚接件，如螺旋槳、鍛件和鉚接件，如螺旋槳、 梁、鉚釘?shù)?。梁、鉚釘?shù)取?飛機(jī)翼梁飛機(jī)翼梁(腹板腹板 為硬鋁合金為硬鋁合金) 13 熱處理強(qiáng)化的變形鋁合金熱處理強(qiáng)化的變形鋁合金 超硬鋁合金超硬鋁合金 屬屬Al-Zn-Mg-CuAl-Zn-Mg-Cu系合金，并含有系合金，并含有 少量少量

11、CrCr和和MnMn。 時效強(qiáng)化效果超過硬鋁合金時效強(qiáng)化效果超過硬鋁合金. . 熱態(tài)塑性好，但耐蝕性差。常用熱態(tài)塑性好，但耐蝕性差。常用 合金有合金有 LC4 (7A04 )LC4 (7A04 )、LC9 LC9 (7A09 )(7A09 )等，主要用于工作溫度較等，主要用于工作溫度較 低、受力較大的結(jié)構(gòu)件低、受力較大的結(jié)構(gòu)件, , 如飛機(jī)大如飛機(jī)大 梁、起落架等。梁、起落架等。 飛機(jī)主起落架飛機(jī)主起落架 14 鍛鋁合金鍛鋁合金 Al-Cu-Mg-SiAl-Cu-Mg-Si系合金系合金 可鍛性可鍛性 好，力學(xué)性能高，用于形狀好，力學(xué)性能高，用于形狀 復(fù)雜的鍛件和模鍛件，如噴復(fù)雜的鍛件和模鍛件，

12、如噴 氣發(fā)動機(jī)壓氣機(jī)葉輪、導(dǎo)風(fēng)氣發(fā)動機(jī)壓氣機(jī)葉輪、導(dǎo)風(fēng) 輪等。輪等。 熱處理強(qiáng)化的變形鋁合金熱處理強(qiáng)化的變形鋁合金 壓氣機(jī)葉片壓氣機(jī)葉片 lAl-Cu-Mg-Fe-NiAl-Cu-Mg-Fe-Ni系耐熱鍛鋁合金系耐熱鍛鋁合金 常用牌號有常用牌號有LD7 (2A70)LD7 (2A70)、 LD8(2A80)LD8(2A80)、LD9(2A90)LD9(2A90)等等 。用于制造。用于制造150 225150 225下工下工 作的零件，如壓氣機(jī)葉片、超音速飛機(jī)蒙皮等。作的零件，如壓氣機(jī)葉片、超音速飛機(jī)蒙皮等。 15 （2）鑄造鋁合金）鑄造鋁合金 Al- Si系：系： 代號為代號為ZL1+兩位數(shù)字

13、順序號兩位數(shù)字順序號 Al-Cu系：代號為系：代號為ZL2+兩位數(shù)字順序號兩位數(shù)字順序號 Al-Mg系：代號為系：代號為ZL3+兩位數(shù)字順序號兩位數(shù)字順序號 Al-Zn系：系： 代號為代號為ZL4+兩位數(shù)字順序號兩位數(shù)字順序號 鑄造鋁合金鑄造鋁合金 lAl-SiAl-Si系鑄造鋁合金：又稱系鑄造鋁合金：又稱 為硅鋁明。其中常用合金為硅鋁明。其中常用合金 ZL102(ZAlSi12)ZL102(ZAlSi12)是含有是含有 12%Si12%Si的鋁硅二元合金，的鋁硅二元合金， 稱為簡單硅鋁明。稱為簡單硅鋁明。 577 12.7 % 16 在普通鑄造條件下，在普通鑄造條件下， ZL102組織幾乎全

14、部為共晶體，由組織幾乎全部為共晶體，由 粗針狀的硅晶體和粗針狀的硅晶體和 固溶體組成，強(qiáng)度和塑性都較差。生產(chǎn)上固溶體組成，強(qiáng)度和塑性都較差。生產(chǎn)上 通常用鈉鹽變質(zhì)劑進(jìn)行變質(zhì)處理，得到細(xì)小均勻的共晶體加一通常用鈉鹽變質(zhì)劑進(jìn)行變質(zhì)處理，得到細(xì)小均勻的共晶體加一 次次 固溶體組織，以提高性能。固溶體組織，以提高性能。 未變質(zhì)處理未變質(zhì)處理 已變質(zhì)處理已變質(zhì)處理 ZL102的鑄態(tài)組織的鑄態(tài)組織 Al-Si系鑄造鋁合金系鑄造鋁合金 17 加入其他合金元素的鋁硅鑄造合金加入其他合金元素的鋁硅鑄造合金 稱復(fù)雜稱復(fù)雜( (或特殊或特殊) )硅鋁明。硅鋁明。 Al-SiAl-Si系鑄造鋁合金的鑄造性能好，系鑄造

15、鋁合金的鑄造性能好， 具有優(yōu)良的耐蝕性、耐熱性和焊接具有優(yōu)良的耐蝕性、耐熱性和焊接 性能。性能。 活塞活塞( (裙部為鋁硅合金裙部為鋁硅合金) ) l用于制造飛機(jī)、儀表、電用于制造飛機(jī)、儀表、電 動機(jī)殼體、汽缸體、風(fēng)機(jī)動機(jī)殼體、汽缸體、風(fēng)機(jī) 葉片、發(fā)動機(jī)活塞等。葉片、發(fā)動機(jī)活塞等。 Al-Si系鑄造鋁合金系鑄造鋁合金 18 Al-Cu系鑄造鋁合金：這類合金的耐熱性好，強(qiáng)度較高；但系鑄造鋁合金：這類合金的耐熱性好，強(qiáng)度較高；但 密度大，鑄造性能、耐蝕性能差，強(qiáng)度低于密度大，鑄造性能、耐蝕性能差，強(qiáng)度低于Al-Si系合金。系合金。 l常用合金牌號有常用合金牌號有ZAlCu5Mn (ZL201 )、

16、ZAlCu4 (ZL203 ) 等，主要用于制造在較高溫等，主要用于制造在較高溫 度下工作的高強(qiáng)零件，如內(nèi)度下工作的高強(qiáng)零件，如內(nèi) 燃機(jī)汽缸頭、汽車活塞等。燃機(jī)汽缸頭、汽車活塞等。 汽缸頭汽缸頭 Al-CuAl-Cu系鑄造鋁合金系鑄造鋁合金 19 Al-MgAl-Mg系鑄造鋁合金系鑄造鋁合金 Al-Mg系鑄造鋁合金：這系鑄造鋁合金：這 類合金的耐蝕性好，強(qiáng)度類合金的耐蝕性好，強(qiáng)度 高，密度??；但鑄造性能高，密度??；但鑄造性能 差差,耐熱性低。耐熱性低。 鼓風(fēng)機(jī)密封件等鼓風(fēng)機(jī)密封件等 (ZL102、301) l常用代號為常用代號為ZL301(ZAlMg10)ZL301(ZAlMg10)、 ZL3

17、03(ZAlMg5Si1)ZL303(ZAlMg5Si1)等。等。 l主要用于制造外形簡單、承受沖擊載荷、在腐蝕性介質(zhì)下主要用于制造外形簡單、承受沖擊載荷、在腐蝕性介質(zhì)下 工作的零件，如艦船配件、氨用泵體等。工作的零件，如艦船配件、氨用泵體等。 20 Al-ZnAl-Zn系鑄造鋁合金系鑄造鋁合金 Al-Zn系鑄造鋁合金：這類合金的鑄造性能好，強(qiáng)度較高，系鑄造鋁合金：這類合金的鑄造性能好，強(qiáng)度較高， 可自然時效強(qiáng)化；但密度大，耐蝕性較差?？勺匀粫r效強(qiáng)化；但密度大，耐蝕性較差。 l常用代號為常用代號為 ZL401(ZAlZn11Si7)ZL401(ZAlZn11Si7)、 ZL402(ZAlZn6

18、Mg)ZL402(ZAlZn6Mg)等等. . l主要用于制造形狀復(fù)雜受主要用于制造形狀復(fù)雜受 力較小的汽車、飛機(jī)、儀力較小的汽車、飛機(jī)、儀 器零件。器零件。 大型空壓機(jī)活塞大型空壓機(jī)活塞(ZL401) 21 6.2 銅及銅合金銅及銅合金 6.2.1 6.2.1 工業(yè)純銅工業(yè)純銅 1. 1. 銅及銅合金性能特點銅及銅合金性能特點 純銅呈紫紅色，故又稱紫銅，具有面心立方晶格，無同純銅呈紫紅色，故又稱紫銅，具有面心立方晶格，無同 素異構(gòu)轉(zhuǎn)變，無磁性；純銅具有優(yōu)良的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性，素異構(gòu)轉(zhuǎn)變，無磁性；純銅具有優(yōu)良的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性， 在大氣、淡水和冷凝水中有良好的耐蝕性。塑性好。在大氣、淡水和冷凝水中

19、有良好的耐蝕性。塑性好。 2. 2. 工業(yè)純銅的牌號及應(yīng)用工業(yè)純銅的牌號及應(yīng)用 工業(yè)純銅工業(yè)純銅 ：用：用“T”T”作為銅的漢語拼音字頭，數(shù)字表示順作為銅的漢語拼音字頭，數(shù)字表示順 序號。數(shù)字越大，純度越低。序號。數(shù)字越大，純度越低。 無氧銅：用無氧銅：用 “ “T”T”和和“W”W”加上序號表示，如加上序號表示，如TW1TW1、 TW2TW2，在，在TWTW后加脫氧劑化學(xué)元素符號表示，如后加脫氧劑化學(xué)元素符號表示，如TWPTWP、 TWMnTWMn。 返回 22 銅合金常加元素為銅合金常加元素為ZnZn、SnSn、AlAl、MnMn、NiNi、FeFe、BeBe、TiTi、 ZrZr、CrC

20、r等，既提高了強(qiáng)度，又保持了純銅特性等，既提高了強(qiáng)度，又保持了純銅特性. . 銅合金分為黃銅、青銅、白銅三大類。銅合金分為黃銅、青銅、白銅三大類。 銅管銅管銅與黃銅帶銅與黃銅帶 23 6.2.2 銅合金及其應(yīng)用銅合金及其應(yīng)用 1. 1. 黃銅黃銅 以鋅為主要合金元素的銅合金稱為黃銅。以鋅為主要合金元素的銅合金稱為黃銅。 黃銅按化學(xué)成分可分為普通黃銅和特殊黃銅。黃銅按化學(xué)成分可分為普通黃銅和特殊黃銅。 按工藝可分為加工黃銅和鑄造黃銅。按工藝可分為加工黃銅和鑄造黃銅。 黃銅鑄件黃銅鑄件黃銅棒黃銅棒 24 普通黃銅：銅與鋅的二普通黃銅：銅與鋅的二 元合金稱為普通黃銅。元合金稱為普通黃銅。 加工普通黃

21、銅的牌號為加工普通黃銅的牌號為 H (黃黃) + 表示銅平均百表示銅平均百 分含量的數(shù)字，如分含量的數(shù)字，如H68。 從銅鋅合金相圖可以看從銅鋅合金相圖可以看 出黃銅有出黃銅有 和和 + 兩種兩種 組織組織,分別稱單相黃銅分別稱單相黃銅 和兩相黃銅。和兩相黃銅。 普通黃銅普通黃銅 25 普通黃銅的顯微組織普通黃銅的顯微組織 單相黃銅單相黃銅 兩相黃銅兩相黃銅 普通黃銅普通黃銅 26 普通黃銅普通黃銅 單相黃銅塑性好。單相黃銅塑性好。 常用牌號有常用牌號有H80、H70、H 68。 適于制造冷變形零件，如彈殼、適于制造冷變形零件，如彈殼、 冷凝器管等。冷凝器管等。 兩相黃銅熱塑性好兩相黃銅熱塑性

22、好, 強(qiáng)度高強(qiáng)度高. 常用牌號有常用牌號有H59、H62。 適于制造受力件，如墊圈、彈適于制造受力件，如墊圈、彈 簧、導(dǎo)管、散熱器等?；?、導(dǎo)管、散熱器等。 冷凝器管冷凝器管 子彈殼子彈殼 27 特殊黃銅：特殊黃銅：在普通黃銅的基礎(chǔ)上在普通黃銅的基礎(chǔ)上 加入加入AlAl、 FeFe、SiSi、MnMn、PbPb、 SnSn、NiNi等元素形成特殊黃銅。等元素形成特殊黃銅。 加工特殊黃銅的牌號為加工特殊黃銅的牌號為H(H(黃黃)+)+主主 加元素符號加元素符號(Zn(Zn除外除外)+)+銅平均百分銅平均百分 含量含量+ +主加元素平均百分含量主加元素平均百分含量, , 如如 HPb59-1. HP

23、b59-1. 特殊黃銅強(qiáng)度、耐蝕性比普通黃特殊黃銅強(qiáng)度、耐蝕性比普通黃 銅好，鑄造性能改善。銅好，鑄造性能改善。 黃銅制品黃銅制品 特殊黃銅特殊黃銅 28 常用的特殊黃銅牌號有常用的特殊黃銅牌號有HPb63-3HPb63-3、HAl60-1-1HAl60-1-1、HSn62-1HSn62-1、 HFe59-1-1HFe59-1-1、ZCuZn38Mn2Pb2ZCuZn38Mn2Pb2、ZCuZn16Si4ZCuZn16Si4等。等。 主要用于船舶及化工零件，如冷凝管、齒輪、螺旋槳、軸承、主要用于船舶及化工零件，如冷凝管、齒輪、螺旋槳、軸承、 襯套及閥體等。襯套及閥體等。 特殊黃銅特殊黃銅 29

24、 青青 銅銅 青銅：除黃銅和白銅外的其他銅合青銅：除黃銅和白銅外的其他銅合 金統(tǒng)稱為青銅。金統(tǒng)稱為青銅。 加工青銅的牌號為：加工青銅的牌號為：Q +Q +主加元素主加元素 符號及其平均百分含量符號及其平均百分含量+ +其他元素其他元素 平均百分含量平均百分含量 如如QSn4-3(QSn4-3(含含4%Sn4%Sn、3%Zn).3%Zn). 常用青銅有錫青銅、鋁青銅、鈹青常用青銅有錫青銅、鋁青銅、鈹青 銅、硅青銅、鉛青銅等。銅、硅青銅、鉛青銅等。 青銅制品青銅制品 30 錫錫 青青 銅銅 錫青銅：是以錫為主加元素的銅合錫青銅：是以錫為主加元素的銅合 金，錫含量一般為金，錫含量一般為3%14%3%

25、14%。 錫青銅鑄造流動性差，鑄件密度低，錫青銅鑄造流動性差，鑄件密度低， 易滲漏，但體積收縮率在有色金屬易滲漏，但體積收縮率在有色金屬 中最小中最小 。 錫青銅耐蝕性良好，在大氣、海水錫青銅耐蝕性良好，在大氣、海水 及無機(jī)鹽溶液中的耐蝕性比純銅和及無機(jī)鹽溶液中的耐蝕性比純銅和 黃銅好，但在硫酸、鹽酸和氨水中黃銅好，但在硫酸、鹽酸和氨水中 的耐蝕性較差。的耐蝕性較差。 錫青銅錠錫青銅錠 Cu-Sn相圖相圖 31 常用牌號有常用牌號有QSn4-3QSn4-3、QSn6.5-QSn6.5- 0.40.4、ZCuSn10Pb1ZCuSn10Pb1等。等。 錫青銅管錫青銅管 船用青銅軟船用青銅軟 管快

26、速接頭管快速接頭 閥閥( (錫青銅閥錫青銅閥 體、閥蓋體、閥蓋) ) l主要用于耐蝕承載件主要用于耐蝕承載件, ,如如 彈簧、軸承、齒輪軸、彈簧、軸承、齒輪軸、 蝸輪、墊圈等。蝸輪、墊圈等。 32 鋁鋁 青青 銅銅 大型水力發(fā)電設(shè)備中的抗磨環(huán)大型水力發(fā)電設(shè)備中的抗磨環(huán) l 鋁青銅：以鋁為主加元素的銅合金，鋁含量為鋁青銅：以鋁為主加元素的銅合金，鋁含量為511%511%。強(qiáng)。強(qiáng) 度、硬度、耐磨性、耐熱性及耐蝕性高于黃銅和錫青銅，鑄度、硬度、耐磨性、耐熱性及耐蝕性高于黃銅和錫青銅，鑄 造性能好，但焊接性能差。造性能好，但焊接性能差。 l常用牌號有常用牌號有QAl5QAl5、QAl7QAl7、ZCu

27、Al8Mn13Fe3Ni2ZCuAl8Mn13Fe3Ni2等。等。 l主要用于制造船舶、飛機(jī)及儀器中的高強(qiáng)、耐磨、耐蝕件，主要用于制造船舶、飛機(jī)及儀器中的高強(qiáng)、耐磨、耐蝕件， 如齒輪、軸承、蝸輪、軸套、螺旋槳等。如齒輪、軸承、蝸輪、軸套、螺旋槳等。 33 鈹鈹 青青 銅銅 鈹青銅：以鈹為主加元素的銅合金，鈹含量為鈹青銅：以鈹為主加元素的銅合金，鈹含量為1.72.5%1.72.5%。 具有高的強(qiáng)度、彈性極限、耐磨性、耐蝕性，良好的導(dǎo)電性、具有高的強(qiáng)度、彈性極限、耐磨性、耐蝕性，良好的導(dǎo)電性、 導(dǎo)熱性、冷熱加工及鑄造性能，但價格較貴。導(dǎo)熱性、冷熱加工及鑄造性能，但價格較貴。 l常用牌號有常用牌號有

28、QBe2、QBe1.7、 QBe1.9等等 。 l用于重要的彈性件、耐磨件，用于重要的彈性件、耐磨件， 如精密彈簧、膜片，高速、高如精密彈簧、膜片，高速、高 壓軸承及防爆工具、航海羅盤壓軸承及防爆工具、航海羅盤 等重要機(jī)件。等重要機(jī)件。 鈹青銅制品鈹青銅制品 34 白白 銅銅 l白銅：以鎳為主要合金元素白銅：以鎳為主要合金元素 的銅合金稱白銅。分普通白的銅合金稱白銅。分普通白 銅和特殊白銅。銅和特殊白銅。 普通白銅是普通白銅是Cu-NiCu-Ni二元合金，具有較高的耐蝕性和抗腐蝕疲二元合金，具有較高的耐蝕性和抗腐蝕疲 勞性能及優(yōu)良的冷熱加工性能。勞性能及優(yōu)良的冷熱加工性能。 普通白銅牌號：普通

29、白銅牌號：B+B+鎳的平均百分含量，如鎳的平均百分含量，如B5B5。 常用牌號有常用牌號有B5B5、B19B19等等 。用于在蒸汽和海水環(huán)境下工作的。用于在蒸汽和海水環(huán)境下工作的 精密機(jī)械精密機(jī)械, ,儀表零件及冷凝器儀表零件及冷凝器, ,蒸餾器蒸餾器, ,熱交換器等。熱交換器等。 白銅件白銅件 35 特殊白銅是在普通白銅基礎(chǔ)上添加特殊白銅是在普通白銅基礎(chǔ)上添加ZnZn、 MnMn、AlAl等元素形成的，分別稱鋅白銅、等元素形成的，分別稱鋅白銅、 錳白銅、鋁白銅等。錳白銅、鋁白銅等。 其耐蝕性、強(qiáng)度和塑性高，成本低。其耐蝕性、強(qiáng)度和塑性高，成本低。 常用牌號如常用牌號如BMn40-1.5(BM

30、n40-1.5(康銅康銅) )、 BMn43-0.5(BMn43-0.5(考銅考銅) )。 用于制造精密機(jī)械、儀表零件及醫(yī)療用于制造精密機(jī)械、儀表零件及醫(yī)療 器械等。器械等。 康銅熱偶康銅熱偶 白銅型材白銅型材 36 6.3 鈦及鈦合金鈦及鈦合金 1. 1. 工業(yè)純鈦工業(yè)純鈦 純鈦密度小，熔點高。純鈦密度小，熔點高。 882.5882.5發(fā)生同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變發(fā)生同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變 -Ti-Ti -Ti, -Ti, 由體心立方由體心立方 -Ti-Ti 轉(zhuǎn)變?yōu)槊芘帕睫D(zhuǎn)變?yōu)槊芘帕?-Ti.-Ti. 純鈦比強(qiáng)度高，塑性、低溫純鈦比強(qiáng)度高，塑性、低溫 韌性和耐蝕性好。韌性和耐蝕性好。 美美F-22F-22戰(zhàn)機(jī)

31、約戰(zhàn)機(jī)約36%36%重量的零件用重量的零件用 鈦合金制造鈦合金制造 返回 37 純鈦主要用于純鈦主要用于 350350以下以下 工作、強(qiáng)度要求不高的零工作、強(qiáng)度要求不高的零 件，如石油化工用熱交換件，如石油化工用熱交換 器、反應(yīng)器，海水凈化裝器、反應(yīng)器，海水凈化裝 置及艦船零部件。置及艦船零部件。 鈦鋼復(fù)合反應(yīng)釜鈦鋼復(fù)合反應(yīng)釜 鈦管換熱器鈦管換熱器 鈦制蒸餾塔鈦制蒸餾塔 38 2. 2. 鈦合金鈦合金 純鈦加入合金元素形成鈦合金。鈦合金幾乎都含有鋁。鋁純鈦加入合金元素形成鈦合金。鈦合金幾乎都含有鋁。鋁 能提高鈦合金的強(qiáng)度、比強(qiáng)度和再結(jié)晶溫度。能提高鈦合金的強(qiáng)度、比強(qiáng)度和再結(jié)晶溫度。 l按退火組

32、織，鈦合金可分為按退火組織，鈦合金可分為 型鈦合金、型鈦合金、 型鈦合金和型鈦合金和 + + 型鈦合金三類，它們的牌號分型鈦合金三類，它們的牌號分 別用別用TATA、TBTB、TCTC加順序號表加順序號表 示示 。如。如TA5TA5、TB2TB2、TC4TC4等。等。 其中其中TA0TA3TA0TA3為工業(yè)純鈦。為工業(yè)純鈦。 鈦合金泵鈦合金泵 39 型鈦合金：主加元素為鋁，還有錫、硼等。型鈦合金：主加元素為鋁，還有錫、硼等。 不能熱處理強(qiáng)化，通常在退火狀態(tài)下使用，組織為單相不能熱處理強(qiáng)化，通常在退火狀態(tài)下使用，組織為單相 固固 溶體，強(qiáng)度低于另兩類鈦合金，但高溫強(qiáng)度、低溫韌性及溶體，強(qiáng)度低于另

33、兩類鈦合金，但高溫強(qiáng)度、低溫韌性及 耐蝕性優(yōu)越。耐蝕性優(yōu)越。 鈦合金氫泵鈦合金氫泵 誘導(dǎo)輪誘導(dǎo)輪 鈦合金氫泵殼體鈦合金氫泵殼體 40 常用牌號有常用牌號有TA5TA5、TA7TA7等等 主要用于制造主要用于制造500500以下工作的零件，以下工作的零件， 如飛機(jī)壓氣機(jī)葉片、導(dǎo)彈的燃料罐、如飛機(jī)壓氣機(jī)葉片、導(dǎo)彈的燃料罐、 超音速飛機(jī)的蝸輪機(jī)匣及飛船上的高超音速飛機(jī)的蝸輪機(jī)匣及飛船上的高 壓低溫容器等。壓低溫容器等。 -Ti合金組織合金組織 鈦合金衛(wèi)星框架鈦合金衛(wèi)星框架鈦合金液下泵鈦合金液下泵 41 型鈦合金：加入的合金元素有鉬、鉻、釩、鋁等，經(jīng)淬火型鈦合金：加入的合金元素有鉬、鉻、釩、鋁等，經(jīng)淬

34、火 加時效處理后，組織為加時效處理后，組織為 相基體上分布著細(xì)小的相基體上分布著細(xì)小的 相粒子。相粒子。 強(qiáng)度高，但冶煉工藝復(fù)雜，難于焊接，應(yīng)用受到限制。強(qiáng)度高，但冶煉工藝復(fù)雜，難于焊接，應(yīng)用受到限制。 鈦合金管鈦合金管 鈦合金管應(yīng)用鈦合金管應(yīng)用 42 型鈦合金有型鈦合金有TB2TB2、TB3TB3、 TB4TB4三個牌號。三個牌號。 主要用于主要用于350350以下工作以下工作 的結(jié)構(gòu)件和緊固件的結(jié)構(gòu)件和緊固件, ,如飛如飛 機(jī)壓氣機(jī)葉片、軸、彈簧、機(jī)壓氣機(jī)葉片、軸、彈簧、 輪盤等。輪盤等。 鈦合金棒鈦合金棒 鈦合金眼鏡架鈦合金眼鏡架 鈦離心泵鈦離心泵 43 + + 型鈦合金：加入的合金元素

35、有鋁、釩、型鈦合金：加入的合金元素有鋁、釩、 鉬鉬 鉻等。鉻等。 可進(jìn)行熱處理強(qiáng)化，強(qiáng)度高，塑性好，具有良好的熱強(qiáng)性、可進(jìn)行熱處理強(qiáng)化，強(qiáng)度高，塑性好，具有良好的熱強(qiáng)性、 耐蝕性和低溫韌性。耐蝕性和低溫韌性。 鈦合金列管式換熱器鈦合金列管式換熱器 44 + + 型鈦合金共有九個牌號，其中型鈦合金共有九個牌號，其中 以以TC4TC4應(yīng)用最廣、用量最大，其經(jīng)應(yīng)用最廣、用量最大，其經(jīng) 過淬火加時效處理后，組織為過淬火加時效處理后，組織為 + + + + 時效析出的針狀時效析出的針狀 。 +鈦合金組織鈦合金組織+鈦合金組織（電鏡）鈦合金組織（電鏡） 45 + + 型鈦合金主要用于型鈦合金主要用于 制造

36、制造400400以下工作的以下工作的 飛機(jī)壓氣機(jī)葉片、火箭飛機(jī)壓氣機(jī)葉片、火箭 發(fā)動機(jī)外殼、火箭和導(dǎo)發(fā)動機(jī)外殼、火箭和導(dǎo) 彈的液氫燃料箱部件及彈的液氫燃料箱部件及 艦船耐壓殼體等。艦船耐壓殼體等。 生物醫(yī)生物醫(yī) 用材料用材料 飛機(jī)壓氣機(jī)葉片飛機(jī)壓氣機(jī)葉片 46 6.4 軸承合金軸承合金 制造滑動軸承的軸瓦及其內(nèi)襯的耐磨合金稱為軸承合金。制造滑動軸承的軸瓦及其內(nèi)襯的耐磨合金稱為軸承合金。 滑動軸承是許多機(jī)器設(shè)備中對旋轉(zhuǎn)軸起支撐?；瑒虞S承是許多機(jī)器設(shè)備中對旋轉(zhuǎn)軸起支撐。 作用的重要部件，由軸承體和軸瓦兩部分組成。作用的重要部件，由軸承體和軸瓦兩部分組成。 與滾動軸承相比滑動軸承具有與滾動軸承相比滑

37、動軸承具有 承載面積大，工作平穩(wěn)，無噪承載面積大，工作平穩(wěn)，無噪 音及拆裝方便等優(yōu)點。音及拆裝方便等優(yōu)點。 返回 47 1. 1. 組織性能要求組織性能要求 當(dāng)軸高速旋轉(zhuǎn)時，軸瓦與軸頸發(fā)生強(qiáng)烈摩擦，承受軸頸施加當(dāng)軸高速旋轉(zhuǎn)時，軸瓦與軸頸發(fā)生強(qiáng)烈摩擦，承受軸頸施加 的交變載荷和沖擊力。的交變載荷和沖擊力。 對軸承合金的性能要求：對軸承合金的性能要求： 足夠的強(qiáng)韌性，以承受軸頸施加的交變沖擊載荷。足夠的強(qiáng)韌性，以承受軸頸施加的交變沖擊載荷。 較小的熱膨脹系數(shù)，良好的導(dǎo)熱性和耐蝕性，以防止軸與較小的熱膨脹系數(shù)，良好的導(dǎo)熱性和耐蝕性，以防止軸與 軸瓦之間咬合。軸瓦之間咬合。 較小的摩擦系數(shù)，良好的耐磨

38、性和磨合性，以減少軸頸磨較小的摩擦系數(shù)，良好的耐磨性和磨合性，以減少軸頸磨 損，保證軸與軸瓦良好的跑合。損，保證軸與軸瓦良好的跑合。 48 為滿足上述性能要求，軸承合金的組織應(yīng)是軟的基體上分布為滿足上述性能要求，軸承合金的組織應(yīng)是軟的基體上分布 著硬的質(zhì)點或硬的基體上分布著軟的質(zhì)點著硬的質(zhì)點或硬的基體上分布著軟的質(zhì)點. 當(dāng)軸旋轉(zhuǎn)時，軟的基體（或質(zhì)點）被磨損而凹陷，減少了軸當(dāng)軸旋轉(zhuǎn)時，軟的基體（或質(zhì)點）被磨損而凹陷，減少了軸 頸與軸瓦的接觸面積，有利于儲存潤滑油。頸與軸瓦的接觸面積，有利于儲存潤滑油。 和軸與軸瓦間的磨合，而硬的和軸與軸瓦間的磨合，而硬的 質(zhì)點質(zhì)點 (基體基體)則支撐著軸頸，起則

39、支撐著軸頸，起 承載和耐磨作用承載和耐磨作用. l軟基體軟基體 (或質(zhì)點或質(zhì)點)還能起嵌藏外還能起嵌藏外 來硬雜質(zhì)顆粒的作用來硬雜質(zhì)顆粒的作用, 以避免以避免 擦傷軸頸。擦傷軸頸。 49 l2. 2. 常用軸承合金常用軸承合金 l工業(yè)上常用的是錫基、工業(yè)上常用的是錫基、 鉛基軸承合金鉛基軸承合金, , 又稱巴氏又稱巴氏 合金。合金。 錫基軸承合金：是以錫為錫基軸承合金：是以錫為 主并加入少量銻、銅等元主并加入少量銻、銅等元 素組成的合金，熔點較低，素組成的合金，熔點較低， 是軟基體硬質(zhì)點組織類型是軟基體硬質(zhì)點組織類型 的軸承合金。的軸承合金。 l典型牌號為典型牌號為ZSnSb11Cu6，其組織

40、為其組織為 基體基體+ +白亮塊狀白亮塊狀 SnSb+SnSb+星狀星狀CuCu3 3SnSn。 ZSnSb11Cu6合金的顯微組織合金的顯微組織 50 錫基軸承合金具有較高錫基軸承合金具有較高 的耐磨性、導(dǎo)熱性、耐的耐磨性、導(dǎo)熱性、耐 蝕性和嵌藏性，摩擦系蝕性和嵌藏性，摩擦系 數(shù)和熱膨脹系數(shù)小，但數(shù)和熱膨脹系數(shù)小，但 疲勞強(qiáng)度較低，工作溫疲勞強(qiáng)度較低，工作溫 度不超過度不超過 150 150 ，價，價 格較高。格較高。 巴氏合金軸瓦巴氏合金軸瓦 l廣泛用于重型動力機(jī)械，如氣輪機(jī)、渦輪機(jī)和內(nèi)燃機(jī)等大型廣泛用于重型動力機(jī)械，如氣輪機(jī)、渦輪機(jī)和內(nèi)燃機(jī)等大型 機(jī)器的高速軸瓦。機(jī)器的高速軸瓦。 51

41、鉛基軸承合金：是以鉛基軸承合金：是以 鉛為主加入少量銻、鉛為主加入少量銻、 錫、銅等元素的合金，錫、銅等元素的合金， 也是軟基體硬質(zhì)點型也是軟基體硬質(zhì)點型 軸承合金。軸承合金。 u典型牌號為典型牌號為ZPbSb16Sn16Cu2合金的顯微組織合金的顯微組織 ( + )共晶共晶 基體基體+方塊狀方塊狀SnSb+針狀針狀Cu3Sn。 52 鉛基軸承合金的強(qiáng)度、硬度、耐蝕性和導(dǎo)熱性都不如錫鉛基軸承合金的強(qiáng)度、硬度、耐蝕性和導(dǎo)熱性都不如錫 基軸承合金，但其成本低，高溫強(qiáng)度好，有自潤滑性?；S承合金，但其成本低，高溫強(qiáng)度好，有自潤滑性。 l常用于低速、低載條件常用于低速、低載條件 下工作的設(shè)備下工作的設(shè)備, ,如汽車、如汽車、 拖拉機(jī)曲軸的軸承等。拖拉機(jī)曲軸的軸承等。 內(nèi)燃機(jī)軸瓦內(nèi)燃機(jī)軸瓦 53 錫基